2苦練“內(nèi)功”
作為一個(gè)老PCB工作者和老網(wǎng)印工作者，我深刻地體會(huì)到在PCB制造技術(shù)中是否接納絲網(wǎng)印刷完全取決于絲網(wǎng)印刷是否具有過硬的網(wǎng)印機(jī)材和良好的工藝適性。近十年來絲網(wǎng)印刷技術(shù)的巨大進(jìn)步，使得PCB工作者不得不重新認(rèn)識(shí)并且逐步喜愛和離不開絲網(wǎng)印刷。近年來的發(fā)展使得絲網(wǎng)印刷具備了良好的工藝適性并且成為一種可控制和易于控制的生產(chǎn)過程，下面我們簡(jiǎn)略地介紹近十年來網(wǎng)印機(jī)材的進(jìn)步。
(1)網(wǎng)印絲網(wǎng)
絲網(wǎng)是網(wǎng)印中最重要的組成部分。這是因?yàn)樗刂屏擞湍牧鲃?dòng)性和耗墨量，同時(shí)，它也決定了網(wǎng)版的耐用性和質(zhì)量，從而決定了印刷的質(zhì)量。近十年里，人們?cè)谑袌?chǎng)上可以看到性能良好的高模數(shù)類網(wǎng)印絲網(wǎng)，特別是高結(jié)合力、高張力、單絲、平織聚酯(PET)絲網(wǎng)(絲網(wǎng)的絲徑可細(xì)達(dá)27μm，每厘米高達(dá)150線的平織絲網(wǎng))的推出，改變了人們對(duì)印刷中一些重要影響因素的理解，這一點(diǎn)在精密絲網(wǎng)印刷的SMT技術(shù)、集成電路制造技術(shù)、薄膜開關(guān)制造技術(shù)等中得到印證。除此之外，絲網(wǎng)與網(wǎng)版感光膠或感光膜片有極好的交聯(lián)性也是制作高質(zhì)量網(wǎng)印印版的一個(gè)重要因素，為了保證絲網(wǎng)與網(wǎng)版感光材料的良好結(jié)合，傳統(tǒng)的做法是強(qiáng)調(diào)制版操作人員要做好對(duì)已繃好的絲網(wǎng)的預(yù)處理工作，它包括對(duì)新的絲網(wǎng)的機(jī)械粗化和適當(dāng)?shù)拿撝幚?，目前，市?chǎng)上已經(jīng)有不需要經(jīng)過粗化、去脂處理的高張力/高結(jié)合力絲網(wǎng)出售，這種產(chǎn)品除具有省時(shí)和簡(jiǎn)化工藝的優(yōu)點(diǎn)外，網(wǎng)版更耐用，其壽命較普通絲網(wǎng)延長(zhǎng)2～3倍。同時(shí)，在新的絲網(wǎng)的開發(fā)、研究中，還注意到絲網(wǎng)的耐磨、分辨率高、曝光時(shí)限寬以及與感光材料的優(yōu)良匹配特性等，上述新型絲網(wǎng)已經(jīng)商品化，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上非常容易買到。
(2)網(wǎng)版感光材料
今天，我們?cè)谑袌?chǎng)上可購(gòu)買到許多牌號(hào)的高分辨率的絲網(wǎng)感光膠或感光膜片，特別是水基感光膜片(直接曬網(wǎng)感光膜片)，其使用工藝簡(jiǎn)單，膜層厚度均勻、可控，特別是膜厚為80～140μm的水基感光膜片，可在一些較為特殊的應(yīng)用場(chǎng)合使用，同時(shí)，它還為絲網(wǎng)印刷拓展新的領(lǐng)域提供了可靠的物資基礎(chǔ)。
據(jù)最新網(wǎng)印資訊介紹，美國(guó)易玲瓏公司最近推出400μm厚感光膜片可供各種電子技術(shù)方面的應(yīng)用和供高密度織物印刷。
(3)網(wǎng)印印料(油墨)
網(wǎng)印印料的進(jìn)步，特別是功能性油墨的開發(fā)，不僅使普通的絲網(wǎng)印刷獲益匪淺(例如UV油墨的永不堵網(wǎng))，而且，它還直接導(dǎo)致了絲網(wǎng)印刷技術(shù)和產(chǎn)品的高科技化。例如薄膜開關(guān)中的導(dǎo)電銀漿印刷；使SMT技術(shù)中的SMD、SMC(片狀元器件)與PCB互連的錫漿(鉛錫合金)印刷；太陽能電池中的半導(dǎo)體層CdS(硫化鎘)、CdTe(碲化鎘)以及電極層碳(C)、銀(Ag)、銀＋銦(Ag＋I(xiàn)n)的絲網(wǎng)印刷以及磁性油墨、厚膜IC油墨等等。僅就PCB印料而言，今日PCB印料之品質(zhì)和印刷工藝與20年前相比，真是有天淵之別。
特別值得高興的是：由我們中國(guó)人自己研究、開發(fā)和制造的PCB印料完全可以與國(guó)外生產(chǎn)的高品質(zhì)PCB印料相媲美!筆者所在單位，近年來應(yīng)用國(guó)產(chǎn)PCB印料所生產(chǎn)的高精度、高密度、多層PCB已成功地裝備到曾經(jīng)遠(yuǎn)航到美國(guó)、墨西哥、秘魯、澳大利亞、菲律賓、馬來西亞、巴基斯坦等10多個(gè)國(guó)家的我國(guó)新型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦上；同時(shí)，有更多的以絲網(wǎng)印刷制作的PCB還裝備到核潛艇及水下導(dǎo)彈發(fā)射、水下機(jī)器人等我國(guó)最現(xiàn)代的艦船上。造軍艦是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，現(xiàn)代軍艦是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代工業(yè)的縮影，幾乎涵括了一個(gè)國(guó)家多方面的高新尖科技：船舶、機(jī)械、電子、武器等十幾門類系統(tǒng)。在每個(gè)大系統(tǒng)下，又分若干子系統(tǒng)，如作戰(zhàn)系統(tǒng)下又有警戒探測(cè)系統(tǒng)、作戰(zhàn)情報(bào)系統(tǒng)，對(duì)海導(dǎo)彈系統(tǒng)，對(duì)空導(dǎo)彈系統(tǒng)、防衛(wèi)主炮系統(tǒng)、水聲系統(tǒng)、反潛系統(tǒng)、直升機(jī)系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等。以國(guó)產(chǎn)PCB印料所生產(chǎn)的PCB已遍及上述現(xiàn)代軍艦的核心技術(shù)之中，就這一點(diǎn)而言，應(yīng)該說這是足以讓我們每一個(gè)絲網(wǎng)印刷工作者和整個(gè)絲網(wǎng)印刷業(yè)界引以為自豪的!
為了使更多的絲網(wǎng)印刷工作者和PCB工作者對(duì)國(guó)產(chǎn)PCB印料的性能、特點(diǎn)及工藝技術(shù)有較深入的了解，作者將對(duì)部分國(guó)產(chǎn)PCB印料作重點(diǎn)介紹。
①液態(tài)感光抗蝕耐電鍍油墨
單組分、稀堿水溶液顯影、接觸曝光型液態(tài)感光抗蝕耐電鍍油墨，主要用于制造高精度、高密度PCB及多層板之內(nèi)層。采用絲網(wǎng)滿版印刷，曝光時(shí)照相底片與感光膜直接接觸，其分辨率比一般抗蝕干膜更高，不會(huì)出現(xiàn)抗蝕干膜最頭痛的余膠問題，感光膜與基板結(jié)合力比抗蝕干膜更強(qiáng)，耐電鍍性能更優(yōu)，成本較之抗蝕干膜節(jié)約50％左右。
A技術(shù)指標(biāo)(見表2)
表2 液態(tài)感光抗蝕耐電鍍油墨技術(shù)指標(biāo)
項(xiàng) 目 指 標(biāo)
顏色 綠色
固含量（％） 75
粘度（CPS/20℃） 6000±500
組成 單組分
附著力（劃格法） 100/100
硬度 1H(曝光前)，2~3H(曝光后)
耐蝕性 酸性CuCl2,FeCl3,堿性CuCl2等
耐電鍍性 Cu、Sn/Pb、Ni、NI/Au
稀釋 專用稀釋劑
B工藝流程
基板前處理→絲網(wǎng)滿版印刷(絲網(wǎng)目數(shù)100～200目)→預(yù)烘干(70～80℃,10～20min)→曝光(4kW,35～70s)→顯影(1％無水碳酸鈉溶液，20～30℃，45～60s)→干燥(90～100℃，5min)→蝕刻或電鍍→去墨(3％～5％氫氧化鈉溶液，40～60℃，1～3min)
C注意事項(xiàng)
a絲網(wǎng)滿版印刷：干燥后感光膜的厚度一般為15～25μm，用于電鍍時(shí)，膜應(yīng)厚些，采用的絲網(wǎng)目數(shù)應(yīng)小些(100～150目)，用于蝕刻時(shí)，絲網(wǎng)目數(shù)可高些(140～200目)。
b印刷時(shí)應(yīng)避免紫外光的照射。
c預(yù)干燥：?jiǎn)蚊姘甯稍飾l件為70～75℃，15min；雙面板70～75℃，10min左右，預(yù)干燥時(shí)間太長(zhǎng)或溫度過高，都會(huì)導(dǎo)致感光膜熱聚合/交聯(lián)，造成顯影后有余膠；反之，干燥不充分，溶劑仍有部分殘留在感光膜中，曝光時(shí)會(huì)出現(xiàn)感光膜粘底片、耐顯影性能差等現(xiàn)象。預(yù)干燥后的板子應(yīng)輕拿輕放，千萬不能堆放在一起，以免互相粘連，并在自然冷卻后48h內(nèi)曝光。
d曝光：感光膜越厚，所需曝光時(shí)間越長(zhǎng)；膜越薄，所需曝光時(shí)間越短，4～7kW曝光機(jī)，曝光時(shí)間為35～70s。曝光時(shí)間過短，感光膜的耐顯影性和耐蝕刻性能差，電絕緣性降低；曝光時(shí)間太長(zhǎng)，分辨率降低，顯影時(shí)間變長(zhǎng)。曝光時(shí)要注意工作間的環(huán)境溫度、濕度、最好在潔凈的環(huán)境中工作，曝光后的板子，放置15min后即可顯影。
e水洗與干燥：顯影好的板子應(yīng)充分水洗至中性，并在90～110℃范圍內(nèi)烘干3～5min，這樣可提高固化膜與基材的附著力及電絕緣性，耐電鍍效果更佳。
f蝕板：固化膜可耐FeCl3(三氯化鐵)、酸性或堿性氯化銅(CuCl2)等蝕刻液腐蝕。
g電鍍：用于電鍍時(shí)，固化膜厚度應(yīng)大于鍍層厚度，以避免電鍍時(shí)出現(xiàn)鍍層外溢發(fā)生短路現(xiàn)象。
h去墨：溫度越高，NaOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)(濃度)越大，則去墨時(shí)間越短；溫度越低，NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小去墨時(shí)間越長(zhǎng)，溫度對(duì)去墨時(shí)間的影響比NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)更明顯。一般NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)3％～5％，溫度40～60℃，固化膜膨脹且呈片狀脫落，時(shí)間1～3min。
(待續(xù))
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